[Worldkings] Top 50 phát minh làm thay đổi thế giới (P. 29) Bê tông tự phục hồi: Vật liệu xây dựng ảo diệu có khả năng tự chữa lành vết nứt

10-05-2023

(Kyluc.vn - Worldkings.org) Khả năng hàn gắn của bê tông làm giảm nhu cầu phát hiện và sửa chữa các vết nứt có thể dẫn đến ăn mòn cốt thép và làm hư hỏng bê tông. Điều này làm giảm chi phí, đồng thời tăng độ bền.

Bê tông tự phục hồi được đặc trưng là khả năng bê tông tự sửa chữa các vết nứt của nó một cách tự sinh hoặc tự trị. Nó không chỉ bịt kín các vết nứt mà còn phục hồi một phần hoặc toàn bộ cơ tính của các bộ phận kết cấu. Loại bê tông này còn được gọi là bê tông tự sửa chữa.

Do bê tông có độ giãn nở kém so với các vật liệu xây dựng khác nên thường xuất hiện các vết nứt trên bề mặt. Những vết nứt này làm giảm độ bền của bê tông vì chúng tạo điều kiện cho chất lỏng và khí có thể chứa các hợp chất có hại lưu thông. Nếu các vết nứt nhỏ mở rộng và chạm đến cốt thép, không chỉ bản thân bê tông sẽ dễ bị ăn mòn mà cả các thanh thép gia cường cũng vậy. Do đó, điều cần thiết là hạn chế độ rộng của vết nứt và sửa chữa nó càng nhanh càng tốt. Bê tông tự phục hồi không chỉ làm cho vật liệu bền vững hơn mà còn góp phần tăng tuổi thọ của kết cấu bê tông và làm cho vật liệu bền hơn và thân thiện với môi trường.

Tự phục hồi là một hiện tượng lâu đời và nổi tiếng đối với bê tông, vì nó chứa các đặc tính tự phục hồi bẩm sinh. Tự phục hồi dựa trên viên nang, tự phục hồi mạch máu và tự phục hồi vi sinh vật là những loại kỹ thuật tự phục hồi phổ biến nhất. Các vết nứt có thể lành lại theo thời gian do quá trình hydrat hóa liên tục của khoáng chất clinker hoặc quá trình cacbon hóa của canxi hydroxit.

Người La Mã cổ đại đã sử dụng một loại vữa vôi được cho là có khả năng tự phục hồi. Các tinh thể stratlingite hình thành dọc theo các vùng tiếp giáp của bê tông La Mã, liên kết cốt liệu và vữa với nhau và quá trình này tiếp tục diễn ra sau 2000 năm và nó được nhà địa chất Marie Jackson và các đồng nghiệp của bà phát hiện vào năm 2014. Vào đầu những năm 1990, Carolyn M. Dry đã tạo ra phương pháp tự phục hồi hiện đại đầu tiên bằng cách phát triển một cấu hình tạo điều kiện giải phóng các hóa chất sửa chữa từ các sợi được nhúng trong ma trận xi măng.

Kể từ đó, cộng đồng nghiên cứu đã phát triển nhiều kỹ thuật khác nhau để kết hợp các đặc tính tự phục hồi trong bê tông. Trong số các vật liệu tự phục hồi khác, trong những năm gần đây, các công trình nghiên cứu về bê tông tự phục hồi đang phát triển theo cấp số nhân nhờ các tập đoàn do chính phủ tài trợ như SARCOS COST Action, RM4L, ReSHEALience và SMARTINCS.

Bê tông tự phục hồi làm giảm nhu cầu phát hiện và sửa chữa các vết nứt và là một trong những chiến lược để giải quyết nguy cơ ăn mòn. Điều này mang lại lợi ích về xã hội, kinh tế và môi trường, vì khắc phục/giảm nhu cầu bảo trì và/hoặc tăng tuổi thọ giúp giảm gián đoạn, cũng như chi phí và việc sử dụng vật liệu.

 

Theo Liên minh Kỷ lục Thế Giới (Worldkings.org)


Kim Ngân - Vietkings (sưu tầm và biên dịch) (nguồn ảnh: internet)